太阳能供暖装备技术_太阳能供暖系统设计与安装

1.太阳能加热管安装方法

2.太阳能热水器如何连接水管示意图

3.高层建筑集中热水系统设计？

4.住宅建筑太阳能热水系统设计及研究？

太阳能热水器一般由厂家或专业人员安装,同时，了解一下太阳能热水器安装技术对干自己操作或监督安装员是非常必要的。

　　1、组装支架。先组装前支架,用螺栓把前支架横框竖框连接起来,再把尾座安装在前支架竖框连接孔上,然后组装后支架,如果有中间框这时要加中间框,并且要求与左右框分别在同一平面且三点同时着地,而后用连杆连接前后支架,并把桶托与前后支架用螺栓连接好,最后上铁鞋。装配完毕后,要保证后支架竖框与地面成直角。

2、安装水箱与真空管。先把水箱放置在组装完毕的支架桶托上,将水箱与桶托用螺栓连接,拧紧架子与桶托连接螺母,使水箱两端与支架左右两端距离相等,真空管中心线与前支架平面平行,然后把硅胶密封圈放入内桶翻边孔内放平,把防尘圈套在真空管上端,并在真空管上端涂水,用力均匀轻旋推入内桶,再轻轻下拉拉入尾托内,紧顶在尾托环面内胶垫上,最后将连接螺栓上螺母拧紧,再将防尘圈上推贴紧真空管孔囗处。至此,太阳能热水器主机组装完毕。

3、主机的固定。主机组装完毕后,把钢丝绳或大号钢筋套在前支架左右框及桶托左右U型环上,并用螺母拧紧,将连接好的四根钢丝绳或钢筋向热水器四角方向拉伸,在女儿墙或其他地方选择适当位置,钻孔按膨胀挂钩,将钢丝绳或?钢筋与相应膨胀挂钩用U形环牢固连接。如果确无合适位置,可浇筑钢筋混凝土块固定,如果是尖顶屋脊安装太阳热水器,情况要稍微复杂些,做特定支架,选取牢固合适的固定方式和固定位置,房脊拉钢丝绳处加上衬垫物,以免碰?或压坏屋脊。

4、安装常识。太阳能热水器安装、运输应轻拿轻放。热水器主体要朝阳,左右两侧及前上方无遮挡物;水箱上部排气口不得堵塞,以免因排气不畅而胀坏或抽瘪水箱;室外管路应尽可能短,最好用铝塑复合管或PVC增强管,冬季室外管路和排气溢流管需先套上橡塑保温管,再用较厚的聚苯乙烯材料保温,以免因水冻结而使冷热水上下不畅甚至胀坏贮水箱。如管路不走烟道走楼外侧,应将管路固定在楼体侧壁,以保证安全、美观;在热水器水嘴处连接管件时,应用扳手或管钳夹住水嘴,然后再连接其他管件。

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太阳能加热管安装方法

太阳能采暖在理解上确实也比较简单，不过在实施的过程中比较复杂一些。对于太阳能采暖的基本原理：也就是采用真空管集热器或平板集热器决定水箱配置大小的因素有两个，一是供暖末端准备采用哪种设备，二是你所在地冬日夜间外界的极端低温是多少℃？或者空气能热泵或者燃气锅炉之类的， ，，不过成本有点太高了，，不值，如果项目比较大的话，可以考虑。能保障白天和夜晚的供暖效果。基本设计原则和方法是:上午采用阳光房阳光直接照射供暖；下午夜晚采用太阳能热水蓄热供暖。

房上用钢材按了八个隔断，每个空隔按φ58mmⅹ2米长的太阳能发热管25根。总共装有200根管、蓄水罐、冷热水循环系统应有尽有。地源热泵机组运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。地源热泵机组的电力消耗不可信@ 我在2011年安装了一台水箱储水5吨，1.8米太阳能管500根，白天室内温度12摄氏度，晚上6摄氏度。使用23天电补，电费花了2348元。

这个可分区域对待。好比冬季最低气温在零下10度以上的地区可考虑，再加其他取暖设备做 辅助，已防冬季阴天和下雪天取暖之需，前期投入大，政府可考虑补贴。在太阳高照时至少需要50平方米的集热管，这只是5小时的面积，加上另外太阳不足和晚上储能用，保守也得需要150平方米。保温水箱至少2-3吨完全可以 目前关键问题是太阳能系统的长效不衰减性 普通的金属平板寿命5年 最好的玻璃真空管最多20年 建议关注新型的陶瓷太阳能 集热效率高 陶瓷太阳能集热板保用至少50年以上。

太阳能热水器如何连接水管示意图

安装准备支座架安装热水器设备组装配水管路安装管路系统试压管路系统冲洗或吹洗温控仪表安装管道防腐系统调试运行

2.安装准备：

2.1根据设计要求开箱核对热水器的规格型号是否正确，配件是否齐全。

2.2清理现场，画线定位。

3.支座架制作安装:

应根据设计详图配制，一般为成品现场组装。其支座架地脚盘安装应符合设计要求。

4.热水器设备组装：

4.1管板式集热器是目前广泛使用的集热器，与贮热水箱配合使用，倾斜安装。集热器玻璃安装宜顺水搭接或框式连接。

4.2集热器安装方位：在北半球，集热器的最佳方位是朝向正南，最大偏移角度不得大于15℃。

4.3集热器安装倾角：最佳倾角应根据使用季节和当地纬度确定。

4.3.1在春、夏、秋三季使用时，倾角设备采用当地纬度。

4.3.2仅在夏季使用时，倾角设置比当地纬度小10°。

4.3.3全年使用或仅在冬季使用时，倾角比当地纬度大10°。

4.4直接加热的贮热水箱制做安装：

4.4.1给水应引至水箱底部，可采用补给水箱或漏斗配水方式。

4.4.2热水应从水箱上部流出，接管高度一般比上循环管进口低50至100mm，为保证水箱内的水能全部使用，应从水箱底部接出管与上部热水管并联。

4.4.3上循环管接至水箱上部，一般比水箱顶低200mm左右，但要保证正常循环时淹没在水面以下，并使浮球阀安装后工作正常。

4.4.4下循环管接自水箱下部，为防止水箱沉积物进入集热器，出水口宜高出水箱底50mm以上。

4.4.5由集热器上、下集管接往热水箱的循环管道，应有不小于0.005的坡度。

4.4.6水箱应设有泄水管、透气管、溢流管和需要的仪表装置。

4.4.7贮热水箱安装要保证正常循环，贮热水箱底部必须高出集热器最高点200mm以上，上下集管设在集热器以外时应高出600mm以上。

4.5配水管路安装

4.5.1自然循环系统管道安装：

a为减少循环水头损失，应尽量缩短上、下循环管道的长度和减少弯头数量，应采用大于4倍曲率半径、内壁光滑的弯头和顺流三通。

b管路上不宜设置阀门。

c在设置几台集热器时，集热器可以并联、串联或混联，但要保证循环流量均匀分布，为防止短路和滞流，循环管路要对称安装，各回路的循环水头损失平衡。

d为防止气阻和滞流，循环管路（包括上下集管）安装应不小于0.01的坡度，以便于排气。管路最高点应设通气管或自动排气阀。

e循环管路系统最低点应加泄水阀，使系统存水能全部泄净。每台集热器出口应加温度计。

3.4.5.2机构循环系统适合大型热水器设备使用。安装要求与自然循环基本相同，还应注意以下几点：

a水泵安装应能满足100℃高温下正常运行。

b间接加热系统高点应加膨胀管或膨胀水箱。

4.6热水供应管路系统安装同1—2。

4.7管路系统试压：应在未做保温前进行水压试验，其压力值应为管道系统工作压力的1.5倍。最小不低于0.5Mpa。

4.8系统试压完毕后应做冲洗或吹洗工作，直至将污物冲净为止。

4.9热水器系统安装完毕，在交工前按设计要求安装温控仪表。

4.10按设计要求做好防腐和保温工作。

4.11太阳能热水器系统交工前进行调试运行，系统上满水，排除空气，检查循环管路有无气阻和滞流，机械循环检查水泵运行情况及各回路温升是否均衡，做好温升记录，水通过集热器一般应温升3～5℃。符合要求后办理交工验收手续。

高层建筑集中热水系统设计？

1、单管上下水安装示意图

下图为手动控制的安装方法，如果采用自动控制，“上水阀”更换为“电磁阀”即可，注意电磁阀进出水方向。

2、双管上下水安装示意图

下图为手动控制的安装方法，如果采用自动控制，“上水阀”更换为“电磁阀”即可，注意电磁阀进出水方向。

扩展资料

太阳能热水器是将冷水先进入蓄热水箱，然后通过集热器将热量输送到保温水箱。蓄热水箱与室内冷、热水管路相连，使整套系统形成一个闭合的环路。设计合理、连接正确的太阳能管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。太阳能管道必须做保温处理，北方寒冷地区需要在管道外壁铺设伴热带，以保证用户在寒冷冬季也能用上太阳能热水。

家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作，没有外在的动力。真空管式太阳能热水器为直插式结构，热水通过重力作用提供动力。平板式太阳能热水器通过自来水的压力（称为顶水）提供动力。而太阳能集中供热系统均采用泵循环。由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。

参考资料：

住宅建筑太阳能热水系统设计及研究？

高层建筑集中热水系统设计是怎样的？请看中达咨询编辑的文章。

随着社会的发展与进步，重视高层建筑集中热水系统设计具有重要的意义。本文主要介绍高层建筑集中热水系统设计的有关内容。

目前我国大力提倡环境保护和建设节约型社会，动员和激励全社会节约和高效利用各种资源。而太阳能以清洁、取之不竭、安全、经济效益好等显著优势，已越来越受到社会各方面的关注。而在太阳能产业的发展中，太阳能热水器的热利用转换技术无疑是最为成熟的。太阳能热水系统是吸收太阳辐射能为热源，将太阳能转为热能以达到加热水的目的的整套装置，包括太阳能集热装置、储热装置、循环管路装置等。本系统的最大优势在于，在日照充足条件下，整个系统运行成本几乎为零，这也是在太阳能比较丰富的地区以太阳能作为生产热水主要能源的重要原因。

1 工程概况

某高层建筑住宅群，总建筑面积约17万m2，分两期施工建造，其供热系统均采用太阳能集中供热。一期建设第1～15栋，均为13层，建筑高度40.1m，集热器集中放置在屋面能有效利用太阳光能的位置。二期建设第16～18栋，其中第16栋为30层，建筑高度87m，第17、18栋为32层，建筑高度92.6m，集热器除放置在屋面可有效利用太阳能位置外，还布置在女儿墙和侧立面及阳台上，以保证足够的热源。

2 太阳能热水供水系统的主要特点

建设方要求本项目全部18栋高层建筑群均采用太阳能集中热水系统，供应全部住户热水，要求投资省、运行费用低、管理简单，对热水供应的质量未作过高的要求。针对甲方要求，设计在太阳能利用上具有以下几个特点。

2.1 集热器的布置

太阳能集热器在中高层住宅中，首先考虑安装在建筑物顶部，在建筑外观上不会影响建筑景观;同时，集热器的安装排列不受建筑物走向的限制，可以达到系统最佳的集热效果。中高层住宅太阳能热水系统的设计，应满足太阳能集热器面积使所有的住户都有权利使用上太阳能热水。本项目采用太阳能集中供热系统，以单栋为一个小系统，相对独立。一期工程的15栋13层住宅，在屋面安装平板式集热器已能满足整栋热水需要的热量，与12层以下民用建筑的太阳能集热系统相同。

二期的3栋高层建筑，楼层数均超过30层，单靠屋面安装集热器，不能满足供热需求，设计中利用了女儿墙和侧立面阳台安装集热器，以达到足够的集热面积从而满足用户的供热需求。第16栋住宅30层，分为A 座和B座两个完全对称结构，共有290户。设计所需集热面积为313m2，屋面面积为330m2，能安放集热器的有效面积约为250m2，按一块集热板的集热面积约为2m2 考虑，光靠屋面面积显然不能满足设计需要，因此利用女儿墙和南侧立面阳台安装集热器来补足。第17、18栋住宅32层，每栋的设计集热面积都超过1000m2，单纯依靠屋顶安装集热器根本无法满足要求，因此设计中在每栋建筑的女儿墙，东、南、西三个侧立面阳台都安装了集热器，侧面集热器的面积综合折减率约为55%。

2.2 集热器分组

由上述的集热器布置设计可以发现，高层住宅所需的集热器数量、面积比较庞大，常用的集热器串联连接会造成大量能量损耗，因此本项目对集热器进行分组，分组后热媒采用并联方式接入集水器，再进入储热设备。因设计中集热器数量较多，特别是第16、17、18栋楼中既有设于屋顶的平板型集热器，又有设于外墙和阳台的金属U型管式真空管集热器。以第16栋A座为例，共设置5组集热器，其中屋面集热器分成2组，每组集热器数量分别为43块和44块;女儿墙部分集热器分成2组，每组集热器数量均为36块;南侧立面阳台集热器为1组，集热器数量为58块;由于每组集热器的面积、热媒在管道中的输送距离、流量、集热器的类型都有差距，故设计根据每组集热器的流量、阻力损失的不同，配置流量、扬程相匹配的强制循环泵，并在回水管路上设置平衡阀调节，使得进入集热水箱的热媒符合设计要求。

3太阳能系统设计分析

考虑到每套太阳能控制系统在楼顶，对系统的监控比较麻烦，并且考虑到强电和弱电分离等因素，本工程设计远程控制显示器及楼顶强电控制柜，根据控制目的配置一套远程监控控制显示器放置在楼内值班室或控制室内(距屋顶1000米范围以内)。楼顶控制器与值班室之间通过串口通讯，对水位、水温、时间等信号进行采集，根据控制要求判断水位、水温等信号，并通过开关量输出模块控制相应的太阳能循环水泵运行、电加热等辅助能源自动加热、供回水循环泵启停、高温保护等并达到报警等功能。太阳能远程控制系统控制原理如下图所示：

(1)太阳能集中热水系统工作原理：

在储热水箱内，当T1(T1')-T2>Tm(设定为6℃)℃，循环热水泵P1 自动开启，通过强制循环把集热器内的热水置换到储热水箱内，当T1(T1')-T255℃时，电磁阀1 打开，冷水不断把集热水箱中的热水顶入恒温水箱，当T3<50℃时，关闭电磁阀1。如此往复太阳能加热和补水，恒温水箱水位逐渐上升，当储热水箱水位达到L2 高液位后电磁阀1 关闭，不再根据T3 温度控制补水。

(2)恒温水箱工作原理：

恒温水箱一直保持50℃-55℃的热水，水箱中的水位高低由太阳能集热量和储热水箱温度高低控制，当恒温水箱内的水位低于最低安全水位L2 后，电磁阀1 自动打开，进行补水;高于安全水位后，电磁阀1 自动关闭;当恒温水箱的温度T4 超过55℃时，电磁阀2 打开往恒温水箱内补凉水，当温度T4 降到50℃时电磁阀2 关闭停止补水。

(3)供热水管网工作原理：

为克服管网较长和长时间不用水造成主管路水温下降的缺点，在恒温水箱供水管路安装变频控制装置和增压水泵，使供水管路始终保持一定的压力。当用户用水时，管路内压力下降，增压水泵启动，达到一定压力后水泵自动停止;当系统长时间不用水，管路末端回水温度传感器T5 低于40℃时，打开电磁阀3，管路压力下降，增压水泵启动，当T5 达到45℃时，关闭电磁阀3。

(4)如果长时间不使用太阳能集热系统，需把整个系统中的水排空，以防水质变坏。

(5)冬季采暖热水辅助热源：采用采暖热水对恒温水箱进行加热，同时手动关闭电加热装置，水-水换热器换热面积按供水温度85 度，回水温度为60 度进行计算。当恒温水箱温度T4 低于50℃时，电磁阀4 自动打开，利用采暖热水对恒温水箱进行加热，当恒温水箱T4 高于55℃时，电磁阀4 自动关闭。

(6)补水系统工作原理：

低水位补水：当储热水箱的水位低于最低安全水位时，补水电磁阀自动打开，将冷水注入储热水箱(此时补入的是高温水);定时补水：系统可根据用水的时间定时定量补水，以保证系统充足的用水量;手动补水：连续阴雨天气或用水量较大时，可手动打开补水阀，保证储热水箱要求的水量。

(7)防冻系统：当管路温度传感器显示温度低于5℃时，循环水泵自动启动，防止管路冻结;当管路温度传感器显示温度高于8℃时，循环水泵自动停止。

(8)防垢设备的选择：水垢不仅影响系统集热效率而且可能堵塞管道，因此在管路上安装变频电子水处理器对水质进行处理。

如何解决能源问题和环境问题，已经是当今世界各国面临的重要挑战。我国政府也已大力开展节约资源、减少二氧化碳排放的相关工作。在新建和改扩建的工业和民用建筑中，大力开发和利用太阳能资源，对减少常规资源的消耗，提高生产和生活的品质，具有十分重要的意义。而随着新的产品技术的不断发展，如新型太阳集热器，太阳热泵等技术的开发应用，必将进一步推进此项工程的发展。

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能源作为经济和社会发展的重要物质基础，随着我国经济的发展，能源需求出现了一个持续增长的态势，尤其是近年来伴随着我国迅速发展的建筑业同时也带来了建筑能源的迅猛增长。日前，建筑能耗已接近全国总能耗的30%，并将持续增加，随着人们生活水平的提高和小康社会的建设，人们对生活热水的需求量越来越大，在我国发达地区的住宅中其生活热水能耗已占到建筑总能耗的15-20%，而我国既是一个煤炭、石油以及天然气等常规能源消耗的大国，又是常规能源资源短缺的国家，以常规能源为主的能源结构产生大量的污染物，给我国整体环境造成了巨大的污染，一次性能源为主的能源开发利用模式与生态环境矛盾的日益激化，使人类社会的可持续发展受到严峻挑战。因此，大力开发利用清洁可再生能源---太阳能，是优化能源结构，改善环境，促进经济社会可持续发展的战略之一。

1 系统选择

我国城市住宅大多以多层、小高层、高层住宅为主，发达国家的太阳能热水系统的技术在我国并不适用，尽管我国是太阳能热水器生产的第一大国，也是民用建筑发展最快，规模最大的国家，但人均集热面积仅为日本，以色列等国的1/20，况且目前大多为一家一户的分散热水供应，及事后安装，无序安装状态，太阳能热水器的设计，生产与建筑存在着严重脱节状态，太阳能资源的利用率极低，当务之急是如何综合考虑地区资源条件，住宅类型，居民的经济能力，平面布局，建筑外观，热水用量及使用工况，集热器形式与性能，系统配置，运行方式，安装方法，接口形式与大小，安全性，维修以及经济技术等因素，优先充分利用太阳能这一原则，及提供稳定热水供应的使用原则，经技术经济比较设计出合理的住宅太阳能热水供应系统,及相应的配套产品，使住宅太阳能热水系统安全可靠，性能稳定，与建筑和周围环境协调统一。

一、太阳能目前现状

在太阳能利用领域，包括光电与光热二大部分，其中光热技术是最成熟，应用范围最广泛，产业化发展最兴旺的领域之一，其可靠的技术性能以及明显的经济性能，正日益为大家所接受。在世界范围内我国已是太阳能热水器生产的第一大国，但与发达国家相比，人均集热面积不到0.06㎡，急需在太阳能热水器与建筑一体化的整合发展中寻求突破。

二、太阳能热水器在住宅中的现状

随着太阳能热水器在城市普及率的不断提高，由事后安装，无序安装这种使用方式所带来的一系列问题与矛盾也逐渐显现。例如影响建筑物外观和城市景观，破坏了房屋的使用功能，无序不规范的安装也产生了一些安全隐患，最大的制约因素是由于大多数住宅小区容积率偏高，住宅间的间距偏小，按日照分析得到的数据，分散的太阳能热水系统，仅住宅高区极少数的楼层能满足冬至日太阳能热水器日照4小时的要求，目前状况是住宅仅仅顶层住户在安装使用太阳能热水器，人均太阳能利用率极低，让每家每户都能享受及充分利用太阳能资源，这正是住宅太阳能热水器系统整合设计所面临与解决的重大问题。

三、太阳能热水器在住宅中的设置位置

从住宅建筑与太阳能一体化的角度考虑，太阳能集热器结合建筑可布置在屋面，墙面，每家每户的朝南的阳台围栏，空调外机板上等位置，从理论上来讲，太阳能集热器设置在上述位置对低密度独立式或联排式底层住宅都是不错的选择，而分散布置太阳能集热器，依据目前的小区住宅标准、住宅的朝向、日照标准、房屋间距等来看对于上海及至全国实际情况来讲，开发商要达到其最大的经济效益，一般住宅的容积率相对偏高，多层住宅间的间距仅为住宅建筑高度的1.2倍，小高层间距在40米左右。太阳能集热器设置在阳台，空调室外机挑板上，外墙上等位置，多层及高层住宅中低区住户都不能满足《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中每家每户集热器年均每天日照时数不少于4小时的规范要求，即使是住宅高区住户，满足了日照4小时的光照，但由于集热器安装角度的限制，设置在外墙面、檐口、阳台以及建筑雨蓬、遮阳板等位置，从理论上来讲，需补偿一定数量的集热面积，造成一次性投资增加，热利用率降低，另外如何保障集热器的安全防护及住户的安全也是一大难题。

分散布置太阳能集热器，除住宅上部能满足上述要求外，多层住宅的下部，高层住宅的中下部大多很难满足要求，太阳能资源的利用率极低。而集中放置在屋面，虽然能满足日照时数的要求，但实际操作中分散式太阳能热水系统每户上下二根管道要增加管道井的位置，尤其是住宅下部至屋面管线过长，要散发大量的热量，并且在使用过程中要放掉大量的管道中的冷水，与节水节能相违背，如何最大限度的充分利用太阳能资源，让每家每户都能享受绿色清洁可再生能源，唯一实际实用的位置就是将太阳能集热器布置在屋面上，采用集中集热的形式。

四、太阳能集中集热系统的设置原则

（1）太阳能热水系统设计与建筑设计同步进行，集热器应作为建筑的组成元素，与建筑有机结合，做到造型美观，构件耐用，安装、维护方便。

（2）充分利用太阳能资源，24小时为住宅每家每户提供生活热水，采用成熟的太阳能热水技术，控制成本，避免复杂的后期运行维护管理。

（3）进行经济技术分析，达到节地、节水、节能、安全、卫生、环保的要求。

（4）集热器及其部件标准化，模式化便于维修更新。

2太阳能集中热水系统集热面积计算

一、用水量

（1）热水用水量标准：50升/人-天（60℃）

住宅每户面积小于90㎡按2.5人考虑

住宅每户面积大于90㎡按3.0人考虑

Qmaxday1=50-2.5=125L/d

Qmaxday2=50-3.0=150L/d

每户小于90㎡住宅设120升水箱

每户大于90㎡住宅设150升水箱

二、太阳能集热系统面积的确定

（1）每户120L/d

式中：

Ac——直接系统集热器采光面积，㎡；

Qw——日均用水量，120kg；

tend——储水箱内水的终止温度60℃；

Cw——水的定压比热容，4.187KJ/（㎏-℃）；

ρ——热水密度，（㎏/l）；

ti?—— 水的初始温度10℃；

JT——当地秋分所在月集热器受热面上晴好天气的日总辐照量，上海：12220KJ/㎡；

f——太阳能保证率；50%

——集热器全日集热效率，取值为50%。

——管路及储水箱热损失率，此处取20%。

则太阳能集热面积

（2）每户150L/d

3太阳能集中热水系统原理说明

一、以往集中太阳能热水系统存在的弊端

过去集中式太阳能热水系统大多采用的是集中集热，分户计量的模式，采用热水表计量，这其中涉及到水量与水温两个问题，由于太阳能热水系统出水温度不稳定，要满足水温要求又需要配置辅助热源，常规的是采用电加热，这又涉及到电费的分摊问题，诸多的计量与很难精确的分摊，往往导致用户的不接受。

二、本系统的特点

设计思路：一是要充分利用太阳能资源，让每家每户充分享受可清洁再生能源，让住户受惠。二是系统要简单合理，尤其是不增加用户的麻烦。三是保证水质与安全，唯有如此，节能环保的太阳能热水系统才是有推广与应用价值。

三、系统集热器设计

（1）集热器朝向与倾角：正南摆放，使集热器得到更多的太阳辐射能；全年使用太阳能系统集热器倾角应当与当地的纬度一致。

（2）集热器连接：集热器数量较多，为减少阻力，所以采用并联连接。

集热器数量较少，采用串联连接。

（3）基座：混凝土基座。

支架采用热镀锌4号角钢、抗风设计，与基座牢固连接、抗台风能力强。

（4）集热器前后排间距的计算：前后排集热器之间应留有一定的距离，以避免前排集热器影响后排集热器的采光，当全年使用时，只要保证冬至日前后排不遮挡，其它时间就不会遮挡。L=H-Ctga=1.4H

L=前后排间距 H=集热器高度 a=当地冬至日正午太阳高度角

采用单排前后布置，不影响楼体外观整体效果。

四、系统简介

本系统采用集中集热，每户按户型大小设置不同容积的交换水箱，将太阳能集热器产生的热水供交换水箱换热后回到太阳能储热水箱，交换水箱出水温度设置在60度，如遇阴天，出水温度低于60度时，由住户自行（手动或自动）启用交换水箱的电加热装置或交换水箱出水后接燃气热水器，本系统最大特点，不涉及水，点，煤计量问题，系统简单合理，采用两次换热，水质卫生，安全。

下图为某住宅小区多层、小高层集中太阳能热水系统平面与系统原理图

四、系统控制、运行说明

T1集热器出水口温度

T2热水箱底部的出水温度

T3交换水箱内热水温度

（1）温差集热循环

当T1-T2＞5℃时，循环泵1启动，集热水箱内水与集热器不断进行热交换，当两者温度小于5℃时循环泵停止工作；

（2）热交换循环

当T2-T3＞5℃且T3﹤60℃时，交换水箱前电磁阀处于开启状态，此时循环泵2启动，循环泵2为恒压变频出水，与每户交换水箱进行热交换，当T2-T3﹤5℃或T3≥60℃时，交换水箱前电磁阀关闭，当所有住户的T2-T3﹤5℃或T3≥60℃时，循环泵2停止工作。

（3）防冻循环

当T1≤3℃时，循环泵1启动，将集热水箱中的水打入集热器，进行防冻循环，直至T1≥3℃时，循环泵1停止工作。

（4）过热保护

当集热水箱T2≥80℃时,关闭循环泵1停止集热

（5）真空集热管炸管漏水控制及报警

由水位传感器监控系统工作状态，当集热器真空管发生炸管，管道内水位迅速下降，由水位传感器获取非正常水位，关闭循环泵1，同时，控制远程监控系统发出报警信号，告诉物业及时通知厂家更换真空管。

（6）集热水箱水位控制

由水位传感器控制进水电磁阀，当集热水箱水位低于设定水位时，进水电磁阀开启，当水位高于设定水位时，进水电磁阀关闭。

（7）防腐

空气中含有氯离子，会对金属结构造成比较严重的腐蚀，对系统中所用金属材料均采取防腐措施。

（8）防雷

为防止雷电伤人，系统中钢结构支架与建筑物接地系统可靠连接.

（9）防风

集热器与支架的安装按图集规范安装。集热水箱为确保安全，防止滑脱，其与底座应固定可靠。

（10）接地

所有电器设备及电气设备相连接的金属部件应做接地处理。

（11）保温

所有明露管道及集热水箱均作保温处理。

4 经济节能效益分析

一、太阳能，电，燃气热水器每次淋浴的加热耗能：

以每人每天热水定额为50L (60℃)热水，自来水水温按10℃计算

每人每天耗热量：10.5MJ

如果每天洗浴一次，则每人每年耗热量约3820.6MJ。

太阳能（人均配1㎡集热器）

太阳能平均的集热效率以50%计

以上海地区太阳能年辐照量4200MJ/㎡a为例

年平均计算太阳能热水系统最少保热量2100MJ/㎡

年太阳能热水系统节能率约（扣除系统运行中的热损失20%）为44%

二、各种热水器的淋浴费用比较

一次淋浴的热耗量

设定洗浴水温40℃，冷水温度10℃，一次淋浴需要50L，则耗热量

=50-(40-10) -4187-1

=6.28MJ

=1.74KWh

1、使用太阳能热水器每次淋浴的加热费用：

（1）150L的太阳能热水器配3.0㎡集热器，以上海为例，上海地区纬度倾角平面年总辐照量4200MJ/㎡a。集热效率为50%计算，则每1㎡集热器每年得热量为2100MJ约等于582KWh,则该热水器一年的得热量为：

582-3.0=1745Kwh

一年可以淋浴的次数为：

1745Kwh /1.74Kwh =1003次

推算一年淋浴1003次，按照每次淋浴用水50L计算，该套产品可以提供3口之家每人每周淋浴6.43次，所以，以每户每年淋浴1003次作为设计条件，进行电、燃气热水器淋浴费用的计算比较。

（2）设一套太阳能热水器的平均使用寿命为15年，在使用周期内共可以淋浴1003-15=15045次

（3）设一套集中太阳能热水系统分摊到每户的投资为7000元，则每次淋浴的加热费用为设备的折旧费用

7000÷15045=0.47元

2、使用燃气热水器每次淋浴的加热费用

（1）每次淋浴的耗气量:

燃气热水器的热效率取80%

天然气热值取35MJ/ m3

则每次淋浴的耗气量为:

6.28/35-80%=0.22m3

（2）每次淋浴的燃料费

上海天然气的费用2.50元/㎡

每次淋浴的燃料费

0.22-2.50=0.55元

（3）设一套燃气容积式热水器的投资为3000元

在其使用周期内,以十年试用寿命计，住户共淋浴10030次

每次淋浴的设备折旧费

3000÷10030=0.30元

每次淋浴的加热费用

0.55 0.30=0.85元

3、使用电加热器每次淋浴的加热费用

（1）每次淋浴的耗电量，电热水器的热效率取90%

则每次淋浴的耗电量为

1.74÷90%=1.93Kwh

（2）每次淋浴的电费，上海的电费为0.61元/KWH

每次淋浴的电费

0.61-1.93=1.18元

（3）每次淋浴的设备折旧费

设一套储水式电热器的投资为2000元，在其使用周期内以十年使用寿命计住户淋浴10030次

每次淋浴的设备折旧费

2000÷10030=0.20元

每次淋浴的加热费用

1.18 0.20=1.38元

三、太阳能热水器投资回收年限计算

1、太阳能热水器每户年节约能源量

（1）每户3口之家，配3㎡集热器，在上海该集热器一年的得热量为6300MJ，折合电量1745KWH，当居民充分使用太阳能时，该值就是太阳能热水器年节约能源量。

（2）电热水器的热效率取90%，以提供6300MJ热量供居民淋浴，

则需耗电：1745÷90%=1939KWH

（3）燃气热水器的热效率取80%，以提供6300MJ热量供居民淋浴，

则需消耗热量：6300÷80%=7875MJ

天然气低发热量值为35MJ/ m3

耗气量为：7875÷35=225 m3

2、太阳能热水器年节约运行费

上海天然气的费用2.1元/ m3，电费为0.61元/Kwh

（1）相对于电热水器，太阳能热水器年节约运行费：

1939-0.61=1183元

（2）相对于燃气热水器，太阳能热水器年节约运行费：

225-2.50=563元

3、增加投资的回收年限

（1）太阳能热水器比电热水器增投资3500元，回收年限：

3500÷1183=3年

（2）太阳能热水器比燃气热水器增投资4000元，回收年限：

4000÷563=7.1年

四、太阳能热水系统环保效益评估

太阳能热水系统的环保效益主要体现在因节省常规能源而减少了CO2的排放量

以一户安装2.9㎡集热面积计：

则15年内每户二氧化碳的减排量约为8.33吨，

每户年节约能量约为：4872MJ

5 结束语

当今世界能源，气候变化和环境在内的诸多问题日益凸现，已成为各国面临的共同挑战。二十一世纪的中国必须应对在保证经济持续稳定增长的同时，消除能源消费结构不合理造成的环境破坏和温室气体的过分排放，降低经济发展的真实成本。资源节约作为中央十.一五规划的重点工作，已明确提出两项相关目标：一是到2010年确定单位GDP能耗下降20%；二是确定主要污染物的（包括二氧化碳）排放量下降10%，并提出要建设资源节约型和环境友好型社会的目标，我国第一部《可再生能源法》从2006年1月1日已正式实施，在目前日益紧张的能源市场，在新建住宅小区中充分合理地开发与利用太阳能资源，减少常规能源的消耗，改善居民生活质量，促进环境可持续发展，将具有广阔的市场前景，可观的经济效益与环境保护效益。

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